一般采用八分法画圆,由于圆的对称性,只需计算出八分之一圆弧的像素点即可。如下图:

计算机图形学学习笔记(4.2)画圆与椭圆

最直接的想法是:利用简单函数方程,直接离散计算:

计算机图形学学习笔记(4.2)画圆与椭圆

或者利用极坐标方程,直接离散计算,如下图:

计算机图形学学习笔记(4.2)画圆与椭圆

 

联想到直线中点Bresenham画法(参考:Bresenham中点画线算法),同样地,我们可以通过圆的隐式方程 计算机图形学学习笔记(4.2)画圆与椭圆 来构造中点Bresenham画圆法。

中点Bresenham画圆法

同样地,我们只考虑第一象限上半部的1/8圆弧即可。x每次增加1,y减少1或者不变。

依据什么来取点呢?我们可以将中点M带入圆的隐式方程来确定y的取值。

将点M带入圆的隐式方程,得到:

计算机图形学学习笔记(4.2)画圆与椭圆

如下图所示,如果d<0, M在圆内,则取Pu;否则取Pd。d=0,同一约定取Pu.

计算机图形学学习笔记(4.2)画圆与椭圆

接下来的问题是:如何递推?

情况1:d<=0,取Pu:

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情况2:d>0,取Pd:

计算机图形学学习笔记(4.2)画圆与椭圆

至此,我们就得到了完整的Bresenham中点画圆算法步骤:

  1. 输入圆的半径,就算初始值(0,R);
  2. 判断d的符号,计算第二个点的坐标;
  3. 下一个d根据上一个d来递推,于是得到第3个点的坐标
  4. 当x<y时,重复第3步,否则结束
  5. 根据对称性,画出完整的圆。

椭圆的中点画法

根据椭圆方程 计算机图形学学习笔记(4.2)画圆与椭圆,我们同样可以得到其隐式方程。

但是对于椭圆我们需要画出1/4。而且,我们需要找到分界点,如下图。分界点上,x为主增量;分界点下,y为主增量。其他处理类似。

计算机图形学学习笔记(4.2)画圆与椭圆

 

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